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2021-07

铸钢件在加工过程为什么产生气孔?

铸钢件在加工过程中,气孔是较为常见的缺陷之一,无论是在加工大齿圈、轴承座还是磨盘,都会出现气孔现象,那么钢液中的气体从何而来呢?一起来看下吧!   据行业有经验的师傅分析,炉料本身及其表面上的锈和油污、熔炼用的铁合金和炉渣的组成物、耐火材料、空气、所用工具、铸型、铸型涂料等都可能是钢液中的气体来源。这些气体来源,使钢液中溶解了大量的氧、氢和氮。这些气体的溶解度在钢液凝固时突然降低,使超过固溶的气体从钢液中析出并可能在铸钢件中形成气孔。 气孔的分类   在铸钢件中,气孔或大或小,类型不一,其产生的原因也不尽一样,通常按气体的来源不同可以把气孔分为三类,即侵入性气孔、析出性气孔和反应性气孔。侵人性气孔的气体来自于铸型,析出性气孔的气体来自于钢液,反应性气孔则是由钢液和铸型接处发生化学反应后生成的气体形成的。气孔的种类不同,在铸件上表现出的特征也有一定的差异。   1、侵入性气孔一般体积较大,多为圆形、椭圆形及梨形。呈梨形时,梨形尖端即为气体侵入部位。在气体比较多的情况下也可能成为蜂窝状,这种气孔表面光滑,有光泽或有轻微氧化色。侵入性气孔多在铸件的上表面,靠近砂型和型芯的表面处,单个或局部出现,有时侵入的气泡也会随钢液流动或上浮,使气孔位置不定,所以也可能在铸件其他位置处发现气孔。   2、在铸钢件中,析出性气孔多为密集均匀的小圆球状或裂纹状多角形,有时为断续的裂纹形态或混合形,常常与缩松共存。在钢中气体较少时,析出性气孔呈裂纹状,在气体含量较高时,呈圆球状,析出性气孔常在铸件断面处大面积均匀分布,在冒口附近、铸件死角及后凝固处居多。由于这种气孔是由钢液中析出的气体产生的,所以如果某一铸件出现这种气孔时,用同一炉或同一包钢液浇注的铸件,大多数也都会有这种气孔。   一旦铸造后成品表面有气孔,那么铸钢件在美观度上就会有所折扣,因此每个铸钢厂家在加工铸钢件时,一定要熟知气孔的形成原因,尽量避免气孔的产生,这样才能生产出更为优质的大型铸钢件。   洛阳宇捷加工生产的产品都使用高品质的材料给客户

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车削和铣削的区别

1.特点不同 车削是指车床加工是机械加工的一部份。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用多的一类机床加工。数控车床可进行复杂回转体外形的加工。铣削是将毛坯固定,用高速旋转的铣刀在毛坯上走刀,切出需要的形状和特征。传统铣削较多地用于铣轮廓和槽等简单外形特征。 2、功能不同 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供 铣镗加工中心可进行三轴或多轴铣镗加工,用于加工,模具,检具,胎具,薄壁复杂曲面,人工假体,叶片等。 在选择数控铣削加工内容时,应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。   3、工作原理不同 车削时,工件由机床主轴带动旋转作主运动;夹持在刀架上的车刀作进给运动。切削速度v 是旋转的工件加工表面与车刀接触点处的线速度(米/分);切削深度是每一切削行程时工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离(毫米),但在切断和成形车削时则为垂直于进给方向的车刀与工件的接触长度(毫米)。 铣削用的机床有卧式铣床或立式铣床,也有大型的龙门铣床。这些机床可以是普通机床,也可以是数控机床。用旋转的铣刀作为刀具的切削加工。铣削一般在铣床或镗床上进行,适于加工平面、沟槽、各种成形面(如花键、齿轮和螺纹)和模具的特殊形面等。

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模具高速铣方案

为了适应关于更高工具质量的客户期望和竞争压力,更短的转向时间和更低的成本,许多模具工厂正升级他们的针对高速 精加工能力的工艺。这种途径的主要好处是已加工表面光洁度的成果是好到足以明显减少 甚至消除手工抛光或在钳工台上其它手工精加工处理。这些辅助操作通常占整个制造时间的25~30%。 模具的高速精加工依靠今天的机床的主轴速度能力是部分可行的。不管使用的设备是小型立式加工中心还是***新的大型卧式加工中心,主轴速度上到每分钟10000转现在能很平常地获得。这种速度很容易地被今天的刀具安全夹持方式所承受,这些夹持方式结合精密弹簧夹头或热胀刀柄、机械或液压夹头。一个同等重要的模具高速精加工概念是刀具高进给率。和更高的转速结合在一起,在获得良好表面光洁度所需的小切深和小步距(歧点高度)条件下高进给率产生***的加工结果。目前应用在淬硬到洛氏55度模具高速铣的刀具能正常地以每分钟1200毫米的进给下运行,使用PVD涂层细颗粒硬质合金刀片可获得0.63微米的光洁度。轴向和径向切深分别是0.05毫米和0.25毫米。 刀具选项阵列 为迎合大多数模具加工的要求(包括高速精加工),山高推出一种通用的分体式可转位铣刀新包装。这种分体式铣刀包括价格适中的钢制刀杆和螺纹旋入的各种型式的切削刀头。提供标准设计的用于粗加工和半精仿形球头刀头和一种用于大切深或侧面铣削的玉米刃型式的球头刀头。后面这种设计,刀头上的周边刀片排列成螺旋刃形式,粗加工时对很宽范围的模具材料提供很平稳、避振的切削。这种设计还在标准的刀杆式球头立铣刀扩充系列里提供。在新的分体铣刀系列里还提供针对直壁零件***高速精加工的120度球头和能在高金属切除率仿形粗加工的纽扣型式刀头。 为了完善模具刀具的系列,提供小直径球头立铣刀(10毫米到16毫米),特别设计用于高速精加工,它是受欢迎小魔王模块化立铣刀系统的一部分。这些刀具容易组装,通过简单地把精密磨削的硬质合金刀片旋入一种可重复使用价格适中的钢制刀杆。 直壁零件的***高速精加工 直到现在,直壁零件已经成为生产上的模具高速精铣的绊脚石。在每一次向下撞击后传统的90度球头立铣刀通常使得加工的那些零件缩回,中断了加工循环并使刀受摩擦影响而引起刀片磨损。山高对于这个问题已有解决方案,在刀杆和刀片干部前延伸一个120度切削刃的切削头。这种设计的刀使得背部的切削刃同正面的切削刃一样能进行切削,允许在一系列连续的下行和上行中切除金属。这不仅提供了一个不间断和更快的加工循环,还消除了刀的摩擦和由此引起的刀片磨损,获得更长的刀具寿命和更好的表面光洁度。 针对大金属切除率的按钮式立铣刀 在模具应用里的术语‘高速加工’实际上意味着两个不同的方面。首先,它意味着在很高的主轴转速和超高的进给率的精加工保证加工后表面光洁度好到足以明显降低或甚至消除在钳工台上的辅助手工精加工。另外,这个术语还指在加速的金属切除率下进行重粗加工。 在这个意义上,所谓的‘按钮’立铣刀作为一种重要的新刀具已经出现了。这种立铣刀的典型特征是很厚的设计有***的提供***强度和安全性的集成刀垫的圆刀片。组合特殊的正角槽形,它们能承受很高的金属切除率。 在山高自己的用于模具应用的分体式铣刀里提供能用于仿形粗加工的按钮刀头,在加工深的封闭型腔时其金属切除率四倍于今天的球头刀。已经发展了这些刀具作为封闭型腔粗加工的一个选择(有这样的目标去延伸其使用范围但不是定义)。对传统球头立铣刀满意的工具制造者可继续使用原来的刀。但是更多的积极进取的工厂可能想要考虑用于重粗加工的按钮式立铣刀带来的好处。在封闭型腔加工时,它们不仅能更***地切除金属,通常还能提供比球头刀更长的寿命,这是因为有时在这些应用里有严重的摩擦。 针对淬硬材料的锋利切削刃 所有的山高小魔王模具刀具利用PVD涂层的细颗粒硬质合金可转位刀片,它有精密磨削过的两个有效切削刃。这些刀片的一个显著特性是它们超锋利的切削刃--这体现了一种不同于传统上认为在很高的进给率下需要用超强的切削刃抵抗淬硬材料观点的创新思想。 在研发这些刀片时,把重点放在高生产率下获得良好表面光洁度所需的高速高进给的自由切削槽形。在小的轴向切深和极小的径向切深使得步距***小化,锋利的切削刃对穿透淬硬工件材料和直接利用自由切削是必须的。正是这种槽形使得依次提供高生产率、可靠的刀具性能和良好的刀具寿命成为可能。还提供用于淬硬模具钢高速粗加工和精加工镶焊PCBN的小魔王球头立铣刀。这里主轴必须倾斜30度以防止在刀鼻处的零速度。 其它的发展和思考 除了刀具的发展,许多其它的发展支持模具加工生产率的新水准。一个例子是CNC卧式加工中心,它正迅速替换用于模具和航空工业的传统立式CNC加工中心。卧式的主要好处是允许自然的排屑,很大地减少封闭型腔加工的切屑再切削问题。 另一个发展已允许球头立铣刀的性能提高。这是一种首先由欧洲推出的调整技术,因为考虑刀片中心的零切削速度所引起的摩擦。为了消除摩擦和由此引起的光洁度变差及刀片快速磨损,一种增长的操作是把机床主轴倾斜30度,使得刀鼻处移至一个有效切削直径而获得有效的切削。 还有其它的发展,对于生产模具、消除粗加工需求,计算机生成接近***终外形的铸件正在欧洲被广泛使用。虽然竞争压力肯定不可避免地在世界范围内延伸这个技术,但在美国和加拿大的模具工厂几乎持续排外主义地用整体硬质合金刀具加工他们的工具。对于现在,对粗加工刀具的创新更重要,如玉米刃、球头和按钮式立铣刀能以显著更高的进给率切除淬硬材料。 对于模具加工里所有的高速应用,注意力也一定要有一些更远的考虑。例如必须牢记高速主轴在提高切削速度的同时允许进给率大幅提高。这使得使用小直径刀具能用于粗加工也能精加工成为可能,在同样的时间获得相同或更好的生产率的同时允许更接近的近似值来得到***终外形。基于选择正确的刀杆设计,刀具平衡还对于防止过量的振动和由此的能对刀具寿命、表面光洁度、尺寸精度甚至是主轴寿命有不良影响的刀具跳动是重要的。 还有其他关于CNC机床的考虑。为了在很高的速度和进给量下有效加工模具的复杂雕刻表面,使用的机床应该是有‘前瞻’功能的CNC。这是在正执行的运动之前扫描100到120行机床将要执行的程序块的能力,其结果是控制能对刀具轨迹和角度变换得出优化的进给率。用这个方式,机床能在加工复杂表面时维持高速和高精度,可能除了那些深型腔和复杂的外形。 什么是将来的抓手?一个确定的事情是更高的切削速度。主轴转速在60000到80000之间的几种加工中心的模型将不久推出,驱动马达的功率在100马力以上。(约略的估计是1马力一定至少提供主轴转速1000rpm。)不用说,这些快速有力的机床将对机床制造商在很多领域安置新的需求,包括安全性(经常被忽视的)。当前,取决于刀具的直径,例如山高小魔王系列的球头立铣刀能安全地运行在切削速度高到大约每分钟3600米。但是这是一个可能不被很多其它的小直径刀具匹配的标准,尤其是那些中心锁紧螺钉或用于刀片固定的压块设计。虽然你的机床可能具备高速加工能力,但你不能自动地假定你的刀具也具备这样的能力。确信这一点是重要的。

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车铣复合机床与普通机床有什么区别

车铣复合机床与普通机床有什么区别 1、使用维护技术要求高 数控车床是综合性多学科、新技术的产物。机床价格高,设备一次性投资大。相应地,机床的操作和维护要求也很高。因此,为了保证数控加工的综合经济效益,机床用户和维修人员应具有较高的素质。 2、劳动强度低,劳动条件好 数控车铣机床操作人员通常只需要装卸零件、更换刀具,利用操作面板来控制机床的自动加工,这样可以大大降低劳动强度。此外,数控机床普遍配备了较好的安全保护、自动排屑、自动冷却和自动润滑装置,可以大大改善操作者的工作条件。 3、精度高,质量稳定 车铣复合数控机床是按预定程序自动加工,无需人工干预,消除了操作者造成的误差;数控机床本身刚度高,精度好,精度保持性好,更有利于零件加工质量的稳定;该软件还可以进行误差补偿和修正,使数控加工具有较高的精度。 4、适应性强,适应性强 数控车铣复合机床由数控加工程序控制。当加工零件发生变化时,只要改变数控加工程序,就可以实现新零件的自动加工。因此,它能适应当前市场竞争中产品不断更新换代的要求,解决多品种、单件、小批量生产的自动化问题。可满足飞机、汽车、造船、电力设备、国防、军工等复杂形状件和异型件的加工要求。

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2021-03

数控加工中心线轨与硬轨的优缺点

  加工中心机导轨的作用主要是支撑工作台的运转,也是支撑加工中心机三轴的运动。加工中心机的导轨分为两大类:一类为硬轨导轨;另一类为线轨导轨。硬轨与线轨,在客户购买加工中心机时,需要选择哪一种导轨呢?硬轨加工中心机好,还是线轨加工中心机好?硬轨与线轨有什么区?         下面就由小编简单介绍下硬轨加工中心机与线轨加工中心机的优缺点:         首先介绍硬轨加工中心机的优点:硬轨加工中心机的刚性好,由于硬轨加工中心机是采用滑动摩擦的,摩擦面积大,抗震能力与承载力都很强。硬轨加工中心机超强的吸震性能使得机床具有较高的加工精度与加工效率。所以硬轨加工中心机适合用于重切削加工。         其次也介绍下线轨加工中心机的优点:线轨加工中心机的刚性比不上硬轨加工中心机的刚性,因为线轨加工中心机是采用滚动摩擦的,摩擦阻力小,导轨运行速度快,适合用于高速加工行业。线轨加工中心机运转速度快,可进行快速走刀加工,一般小型机床都采用线轨导轨,以达到高速加工性能。           再次是介绍硬轨加工中心机的缺点:在加工中心机加工过程中,硬轨加工中心机采用的是轨道滑动摩擦的,这种滑动摩擦方式会产生较大的摩擦阻力,造成导轨移动的速度不能太快,机床在加工时需要较大的切削力支持。所以在硬轨加工中心机加工时,机床会有强烈的震动幅度与较大的噪音。         结尾介绍线轨加工中心机的缺点:同硬轨加工中心机的大摩擦力不同,线轨加工中心机轨道滑动的摩擦力虽然小,但是线轨加工中心机在使用长时间以后,加工精度会下降。在超负载下加工时,更容易产生加工精度误差。线轨加工中心需要做好润滑保养工作,润滑保养工作对线轨加工中心机的精度保持有非常重要作用。         总之,在超负载加工时,适合选用硬轨加工中心机,刚性好,承受力强。比如加工重型硬质金属模具时需选用硬轨加工中心机。在高速切削加工时,适合选用线轨加工中心机,加工运转速度快,高精度。比如加工小型精密零配件。

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2021-03

风力发电机轴承早期失效的原因

风力发电机及其组件经过精心设计可正常运行20年以上。根据行业标准DIN ISO281的轴承额定寿命计算方法,滚子轴承的寿命与(C1/P)10/3成正比,其中C为轴承额定动载荷,P为工作载荷。基于风力发电机轴承的额定动载荷及其预期工作载荷,轴承应在预期使用寿命内具有高可靠性,但实际上风力发电机齿轮箱轴承往往会在2~11年内失效,主要由高速轴轴承、中速轴轴承和行星轮轴承造成。行星轮轴承失效成为主要问题,与可在塔楼上更换的高速轴和中速轴轴承不同,行星轮轴承的更换需使用起重机拆卸、运输和场外维修齿轮箱。停机期间的收人损失和更换的直接成本大大增加了风力发电的成本,这对化石燃料的需求、CO2排放和能源可持续性具有不利影响。   齿轮箱轴承早期失效不是由于使用的材料不当或设计与实践结合不足,Musial 等人得出结论:对失效***可能的解释是在设计过程中未考虑重要的载荷情况。由于行业标准假设载荷与寿命成反比,因此合理地假设轴承早期失效由难以预测、建模或检测轴承过载所致。暴风、阵风、启停瞬态、电网故障以及风切变对轴承载荷和可靠性均具有重大且不可预测的影响。 齿轮箱内轴承 通过滑动、滚动或两者组合可描述2个接触体之间的摩擦学相对运动。可用滑滚比(SRR)表征滚动体位于从滚动到滑动频谱的某处位置,纯滚动和纯滑动的SRR分别为0和2。滑动往往造成快速且不可预测的磨损,纯滚动接触的失效是滚动接触疲劳的结果,可通过DINISO281进行预测。由于需要拖动力来维持滚动状态,因此在低载荷下风力发电机用圆柱滚子轴承的SRR会增加。Kang等人的结果表明,当C1/P由1增加到2000时,风力发电机用圆柱滚子轴承的SRR会增加一个数量级或更多。也就是说,当额定动载荷比工作载荷大几个数量级时,滑动变得更加普遍。因此,为了防止过度打滑、磨损和不可预期的轴承寿命缩短,许多轴承制造商规定了***小额定载荷。   检验分析表明轴承失效主要是由于过度打滑和磨损造成的麻点、涂抹和白蚀剥落。Gould和Greco认为轴承反作用力不足以提供滚动所需的拖动力。潜在的因素是风速变化引起载荷的可变性,轴承设计时必须考虑轴承承受极端载荷的情况,这种情况显然极少发生。在更常见的风速条件下,当载荷较低时,SRR增加,过度打滑增加了轴承表面损伤的风险。   Guo等人采用仪表传动系统的直接测量结果表明行星传动系统支承了由悬臂转子重量、风切变、偏航及其他潜在因素造成的大部分非扭矩载荷。使用齿轮箱可靠性协作(GRC)标准齿轮箱的机械动力学模型表明非扭矩载荷向行星传动系统的传递主要与行星架圆柱轴承的游隙有关。Guo等人以及Gould和Burris 的独立分析表明在行星架运转的不同阶段,行星传动系统的非扭矩载荷分配同时增加或减少了行星轮轴承反作用力。行星传动系统分配的非扭矩载荷进一步降低了正常风况下已经很小的工作载荷。常见的瞬态事件(如电网故障和阵风)可能使滚动体突然打滑,欠载导致轴承极易损伤。 根据先前的研究,推测风力发电机齿轮箱轴承会由于过载、欠载过度打滑或两者结合而发生失效。尽管许多论文的主题强调风力发电机齿轮箱轴承多数由于过载而失效但通过对失效轴承进行现场检验分析表明,欠载对于行星轮轴承可能更加不利。本文旨在阐明行星传动系统的实际非扭矩载荷分配如何影响行星轮轴承载荷,特别是在过载和.欠载的工况下以及其如何导致行星轮轴承早期失效。 结论与建议 作者研究分析了在实际风况下,典型的风力发电机中GRC标准齿轮箱的行星轮轴承载荷的可能范围。结果表明,无论风速如何,行星传动系统的非扭矩载荷分配都会增加每个转子周期内行星轮轴承反作用力的***大值,并减小反作用力的***小值。在没有行星传动系统非扭矩载荷分配的情况下,行星轮轴承过载仅在风速为13.5 ~ 14.5 m/s下发生,欠载在风速为4 ~5 m/s下发生。通过悬臂转子重量的实际行星传动系统载荷分配,过载下风速扩展到12 ~19 m/s,欠载下风速扩展到4~7 m/s。根据来自美国10个风场已发布风谱的分析,即使考虑到实际的非扭矩载荷分配,***坏情况下行星轮轴承的疲劳寿命至少为42年。10个风场的行星轮轴承平均疲劳寿命为277年。在这相同的10个风场中,预计行星轮轴承每个周期内有40% ~ 70%(平均61% )的时间欠载。在欠载工况下,轴承可能失去拖动力,造成打滑以致轴承表面损伤,涂抹并***终在不可预知的时间失效。此外,打滑过程中发生的表面损伤会缩短疲劳寿命并加速疲劳失效。结果强调需要同时考虑轴承欠载和过载作为行星轮轴承早期失效的重要因素。尽管为减轻打滑,可增加齿轮箱的额定载荷,但这种变化会加剧轴承欠载的发生概率,甚至可能缩短齿轮箱使用寿命。

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2021-03

轴类零件的材质选择

轴类零件的材质选择   轴类零件的使用性能除与所选钢材种类有关外,还与所采用的热处理关系密切。  作用:改善切削性能、去除内应力、提高机械性能。 (1)锻造毛坯在机加工前,均需安排正火或退火处理(含碳量大于ω(C)=0.7%的碳钢和合金钢),以使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。   (2)为了获得较好的综合力学性能,轴类零件常要求调质处理,一般分两种情况: 毛坯余量大时,调质安排在粗车之后、半精车之前,以 便消除粗车时产生的残余应力。 毛坯余量小时,调质可安排在粗车之前进行。 调质处理可获得均匀细致的回火索氏体组织,以***提高轴件的综合机械性能;并为表面淬火做准备,使表面淬火得到均匀致密的硬化层,并且使硬化层的硬度由表面向中心逐渐降低,同时,索氏体组织精加工后表面粗糙度较小。 (3)表面淬火一般安排在精加工阶段之前,半精加工阶段之后,使工作表面获得一定的硬化层,提高零件的耐磨性能。 (4)对精度要求高的轴,在局部淬火后或粗磨之后,还需进行低温时效处理(在160℃油中进行长时间的低温时效),以保证尺寸的稳定。 (5)渗氮处理。常用材料为氮化钢38GrMoAl。需在渗氮之前进行调质和低温时效处理。对调质的质量要求也很严格,不仅要求调质后索氏体组织要均匀细化,而且要求离表面0.8~0.10mm层内铁素体含量不超过ω(C)=5%,否则会造成氮化脆性而影响其质量。

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